کاهش مصرف آب برج خنک کننده

کاهش مصرف آب برج خنک کننده از طریق اقدامات ترکیبی شامل عملیات آبی، نصب سیستم های کنترل دما ، رعایت اصول محل نصب دستگاه و اقدامات جهت جلوگیری از پرتاب آب قابل انجام می باشد. قبلا در مقاله محاسبه آب جبرانی برج خنک کن شرح داده شد که مصرف آب برج خنک کننده شامل مجموع تبخیر ، پرتاب و زیر آب ( تخلیه ) می باشد. در این مطلب به بررسی روش های کاهش مصرف آب در هر سه بخش میپردازیم ، عمده مصرف آب در برج خنک کننده ناشی از تبخیر آب است که در حقیقت اساس کارکرد دستگاه است و مهمترین اقدام جهت کاهش مصرف آب برج خنک کننده استفاده از اقدامات عملیات آبی در برج خنک کننده می باشد.

 

روش های کاهش مصرف آب برج خنک کننده

کشور ما خشک و نیمه بیابانی است که هر ساله به صورت روز افزون با خطر بی آبی روبرو است. مصرف زیاد آب در برج خنک کننده از جمله چالش های کارخانجات و صنایع در مناطق خشک و کم آب است بنابراین در این گونه مناطق کاهش مصرف آب اهمیت ویژه ای دارد، گرچه حتی در مناطقی که آب به وفور یافت می شود نیز جهت کمک و حفظ محیط زیست روش های کاهش مصرف آب باید در دستور کار قرار گیرد. در ادامه مطلب به روش های کاهش مصرف آب برج خنک کننده در هر کدام از بخش های مصرف می پردازیم.

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش تبخیر :

دستگاه برج خنک کننده دستگاهی تبخیری می باشد و عملکرد آن بر اصل تبخیر استوار است به این معنی که باید تبخیر انجام شود تا خنک کاری انجام شود. بنابراین میزان تبخیر شدن آب معادل توان خنک کاری دستگاه می باشد و اگر میزان تبخیر آب را کاهش دهیم در حقیقت میزان توان خنک کاری دستگاه را کاهش داده ایم. مسئله ای که در اینجا اهمیت پیدا می کند این است که توان خنک کاری یا همان تبخیر مطابق با نیاز باشد و تبخیر اضافه انجام نشود.

جهت کنترل میزان خنک کاری می توان دمای خروجی از دستگاه را تحت نظارت قرار داد و دمای مورد نیاز را تأمین کرد نه دمایی پایین تر از دمای مورد نیاز. برای این اقدام از سیستم های کنترل هوشمند برج خنک کننده استفاده می شود که با توجه به دمای آب خروجی از برج خنک کن میزان دور فن برج خنک کننده را کاهش یا افزایش می دهند که این کاهش یا افزایش منجر به تغییر دبی هوای در جریان درون دستگاه می شود بنابراین میزان تبخیر کاهش و یا افزایش می یابد ، حتی در مواقعی که هوا خنک است فن برج خنک کننده را به طور کامل از مدار خارج می کند. به طور کلی هر اقدامی که منجر به افزایش راندمان برج خنک کن شود موجب کاهش تبخیر آب در نتیجه کاهش مصرف آب برج خنک کننده می شود.

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش پرتاب :

پرتاب آب به بیرون از دستگاه موجب هدر رفت آب است ، ممکن است قطرات با برخورد به تشت یا دیواره به بیرون دستگاه پرتاب شوند و یا با جریان هوای فن به بیرون هدایت شوند. راهکار جلوگیری از پرتاب قطرات آب استفاده از قطره گیر ها و لوور های مناسب است. قطره گیر ها قطعات پلاستیکی یا فلزی است که مسیر منحنی شکل یا z شکل در مسیر هوا بوجود می آورند معمولا در ناحیه مسیر ورود و خروج هوا قرار می گیرند، در این مسیر منحنی بوجود آمده هوا عبور می کند ولی قطرات آب که سنگین هستند و قابلیت مانور ندارند گیر می افتند و به داخل دستگاه بازگردانده می شوند و در نتیجه قطره گیر ها و لوور ها باعث کاهش مصرف آب برج خنک کننده می شوند.

دقت کنید که محل قرار گیری برج خنک کننده در خلاف جهت باد غالب منطقه نصب باشد و در محلی باشد که باد کمتر است زیرا باد بیش از اندازه می تواند عملکرد برج خنک کننده را مختل کند و پرتاب آب به بیرون را افزایش دهد. مراقب سرریز کردن دستگاه هم باشید ، سر ریز شدن به دلیل لوله کشی برج خنک کننده غیر صحیح ، پر کن های غیر استاندارد و تنظیم نشده و سری کردن برج های خنک کننده می تواند اتفاق افتد.

 

کاهش مصرف آب برج خنک کننده در بخش زیرآب :

قبلا در مطلب زیرآب برج خنک کننده اشاره کردیم که زیر آب به آبی می گویند که باید از برج خنک کننده تخلیه گردد و با آب تازه جایگزین شود. با توجه به تبخیر مداوم آب در برج خنک کننده مقدار املاح و رسوب در آب برج خنک کن دائما در حال افزایش است و در صورت عدم تخلیه آب موجب گرفتگی و کاهش راندمان دستگاه و وارد آمدن خسارت خواهد شد بنابراین هر چه میزان املاح درون آب بیشتر شود نیاز است تا آب بیشتری با آب تازه جایگزین شود. در مقاله عملیات آبی در برج خنک کننده اشاره کردیم که با افزودن مواد شیمیایی خاص می توان نقطه اشباع تشکیل رسوب در برج خنک کننده را بالا برد تا نیاز کمتری به تخلیه آب برج خنک کننده باشد. بنابراین عملیات آبی از جمله مهمترین اقدامات جهت کاهش مصرف آب برج خنک کننده می باشد.

 

استفاده از عملیات آبی در برج خنک کننده مهمترین و موثر ترین اقدام جهت کاهش مصرف آب و هدر رفت آب در سیکل برج خنک کننده می باشد.

 

در بسیاری از کارخانجات و صنایع از آب تخلیه شده از برج خنک کننده برای شستشو محوطه کارخانه ، آبیاری گیاهان ( در صورت عدم استفاده از عملیات آبی و افزودن مواد شیمیایی ) ، فلاش تانک سرویس های بهداشتی و … استفاده می شود که به صورت غیر مستقیم باعث کاهش مصرف آب می شود.

http://badrantahvie.com/reduce-cooling-tower-water-consumption

برج خنک کننده آدیاباتیک

برج خنک کننده آدیاباتیک نوعی از برج خنک کننده است که داخل آن کوئل تعبیه شده است و آب سیستم مانند برج خنک کننده خشک درون کوئل ها جریان پیدا می کند ولی هوای ورودی به کولینگ تاور قبل از وارد شدن به دستگاه با استفاده از پد های تبخیری خنک و مرطوب شده و سپس بروی کوئل ها وزیده می شود و آب درون کوئل را خنک می کند. در این سیستم بر خلاف برج خنک کننده مدار بسته هیچ گونه آبی مستقیما بروی کوئل ها پاشیده نمی شود و برخلاف برج خنک کننده خشک هوای محیط مستقیما وارد دستگاه نمی شود بلکه هوا پیش سرد می شود و سپس وارد دستگاه می شود.

 

نحوه عملکرد برج خنک کننده آدیاباتیک

اصطلاح آدیباتیک به معنی ” اتفاق افتادن فرآیند بدون دریافت یا از دست دادن گرما ” می باشد. اطلاق این اصطلاح به فرآیند های صنعتی نیازمند این است که بین واژه های گرما و دما تمایز قائل شویم. به طور مثال وقتی یک گاز درون سیلند در شرایط آدیباتیک متراکم شود بدون آنکه گرمایی جذب کند دمای آن بالا می رود. برج های خنک کننده آدیاباتیک از فرآیند پیش سرمایش تبخیری هوا استفاده می کنند و سپس این هوای خنک شده را به روی کوئل ها می فرستند ، بدین جهت به این نوع از برج های خنک کننده آدیاباتیک اطلاق می شود که فرآیند خنک کردن هوا قبل از ارسال به درون برج خنک کننده بدون گرفتن گرما از هوا انجام می شود. فرآیند پیش سرمایش تبخیری هوا در برج خنک کننده آدیاباتیک به وسیله پد های تبخیری ، فیلم های نازک ، مش های پلاستیک و یا نازل های مرطوب کننده می تواند انجام شود.

 

سپس این هوای خنک که به نزدیکی دمای مرطوب رسیده است به وسیله پروانه از روی کوئل ها جریان داده شده و آب درون سیستم را خنک کرده و تا ۶ درجه بالای دمای مرطوب می رساند. به طور مثال در شهر تهران که حداکثر دمای مرطوب طراحی ۲۴ درجه سانتیگراد در تابستان در نظر گرفته می شود ، برج خنک کننده آدیاباتیک در تابستان می تواند آب درون سیستم را تا ۳۰ درجه سانتیگراد خنک کند و کمتر از این عدد امکان پذیر نمی باشد. برج خنک کننده آدیاباتیک از آن جهت مورد توجه قرار می گیرد که می توان در فصولی که هوای محیط خنک است و می تواند به تنهایی با عبور از روی کوئل آب را خنک کند به مانند برج خنک کننده خشک کار می کند و هیچگونه مصرف آب ندارد و در فصولی که هوا گرم است می توان با باز کردن آب بروی پد های تبخیری آب درون کوئل ها را خنک نمود.

 

در مناطق کم آب و خشک ، برج خنک کننده آدیاباتیک راه کار مناسبی برای کاهش مصرف آب می باشد. لازم به ذکر است جهت مقایسه انواع برج خنک کن ، نتیجه گیری و انتخاب صحیح حتما طراحی به وسیله کارشناس خبره برج خنک کننده انجام شود.

 

در مقایسه میزان مصرف انرژی اگر فقط مصرف آب را در نظر بگیریم برج خنک کننده آدیاباتیک آب کمتری نسبت به برج خنک کننده معمولی مصرف می کند ولی با توجه به اینکه هوا در مقایسه با آب گرمای کمتری را دریافت می کند بنابراین مصرف برق برای به حرکت درآوردن هوا برای رسیدن به راندمان مورد نظر در این برج خنک کننده حدود ۳۳% بالاتر از برج خنک کننده معمولی می باشد.

 

تفاوت برج خنک کننده مدار بسته با برج خنک کننده آدیاباتیک در این است که در برج خنک کننده مدار بسته آب مستقیما بروی کوئل ها ریخته و می تواند آب درون کوئل ها را تا ۳ درجه بالای دمای مرطوب خنک کند در حالی که در برج خنک کننده آدیاباتیک هوای خنک نزدیک به دمای مرطوب را از روی کوئل ها عبور داده و می توان آب درون سیستم را به ۶ درجه بالای دمای مرطوب خنک کرد. بنابراین در حالی که مصرف آب در برج خنک کننده مدار بسته درصد ناچیزی از برج خنک کننده آدیاباتیک بالاتر است در عین حال میزان خنک کنندگی آن نیز بیشتر است. برتری برج خنک کننده آدیاباتیک این است که آب را به مستقیما به روی کوئل ها پاشیده نمی شود بنابراین عمر کوئل ها بالاتر می رود و میتوان از کوئل های با قطر کمتر و تراکم بیشتر و به صورت فین دار استفاده نمود تا سطح تماس بیشتری داشته باشد، همچنین در برج خنک کننده آدیاباتیک نیاز به پمپ کوچکتری برای به گردش در آوردن آب مدار بسته جهت ریزش بروی پد های تبخیری دارد ولی همانطور که اشاره شد برج خنک کننده آدیاباتیک نیز به جریان هوای بیشتر در نتیجه مصرف برق بالاتر دارد ، در نهایت مقایسه تمامی پارامتر ها باید به وسیله کارشناس برج خنک کننده انجام شود شرکت بادران تهویه صنعت آمادگی دارد با استفاده از تجارب قبلی و مهندسین فنی خود طراحی و مشاوره پروژه های خاص را به عهده بگیرد.

 

http://badrantahvie.com/adiabatic-cooling-tower

پکینگ اسپلش برج خنک کننده

پکینگ اسپلش برج خنک کننده با هدف ایجاد سطح تماس بیشتر و زمان تماس بیشتر میان آب و هوا در برج خنک کننده به کار می رود و طراحی کلی آن بر اساس ایجاد تعداد قطرات زیاد و کوچک و در نتیجه افزایش انتقال حرارت و جرم می باشد. همانطور که قبلا در مطلب انواع پکینگ برج خنک کننده اشاره شد ، در برج خنک کننده برای افزایش سطح تماس و زمان تماس میان آب و هوا از پکینگ استفاده می شود که دارای دو نوع اصلی فیلمی و اسپلش است ، در این مطلب به بررسی پکینگ اسپلش و انواع آن می پردازیم.

انواع پکینگ اسپلش برج خنک کننده

پکینگ اسپلش برج خنک کننده سطح تماس میان آب و هوا را با افزایش تعداد قطرات و در نتیجه افزایش سطوح این قطرات به وجود می آورد ، این هدف با شکستن قطرات آب به قطرات ریز تر به وجود می آید. همچنین با شکستن قطرات آب به قطرات ریزتر و تغییر جهت و مسیر قطرات ، زمان تماس میان آب و هوا افزایش می یابد. پکینگ اسپلش برج خنک کننده در انواع مختلفی ساخته می شود که تعدادی از آن ها را معرفی می کنیم.

 

• پکینگ اسپلش برج خنک کننده مدل Optibar : این نوع پکینگ اسپلش برج خنک کننده به صورت بار های با سطح مقطع بیضی شکل هستند که در فواصل مشخص درون برج خنک کننده قرار می گیرند. سطح مقطع ۱۰ سانتیمتر در ۳ سانتیمتر است و طول این بار ها بنا به سایز دستگاه تولید می شود و معمولا در طول های نیم متری درون برج خنک کن قرار می گیرند. ساپورت پکینگ به صورت مش هایی در فواصل معین قرار می گیرد و بار ها در فاصله های مشبک قرار می گیرند. پکینگ اسپلش برج خنک کننده Optibar از جنس پلی پروپیلن یا پلی اتیلن دارای خاصیت آنتی UV ، ضد اسید و مقاوم در برابر دما تا ۱۸۵ درجه سانتیگراد و مقاوم در برابر حمله مواد شیمیایی ساخته می شود.

 

• پکینگ اسپلش برج خنک کننده امگا : این نوع پکینگ هم از بار های مشبک ساخته شده است. با تنظیم فواصل قرار گیری بار ها بسته به نوع برج خنک کننده می توان راندمان پکینگ را افزایش و کاهش داد ولی معمولا پکینگ برج خنک کننده امگا در برج های جریان متقاطع به کار می رود. پکینگ های امگا به روش اکسترود و از جنس پی وی سی مقاوم ساخته می شوند و ساپورت ها از جنس پلی پروپیلن هستند. در طراحی این نوع پکینگ اسپلش برج خنک کننده شکل بار ها امکان شکست و خم شدن آن ها را به حداقل می رساند.

• پکینگ اسپلش برج خنک کننده مدل پرماگرید : این نوع پکینگ اسپلش به صورت بلوک هایی از جنس سرامیک ساخته می شود که دارای بیشترین عمر بیش از ۲۵ سال می باشد. این بلوک ها از سفال حرارت داده شده با قابلیت جذب آب پایین ساخته می شوند و به صورت ساده و بروی هم درون برج خنک کننده قرار می گیرند، استفاده از این نوع پکینگ برای آب های کثیف مناسب است.

• پکینگ اسپلش برج خنک کننده مدل تریکل بلاک ( Tricklebloc ) : این نوع پکینگ اسپلش از سیلندر های به هم بافته از جنس پلی پروپیلن ساخته شده است. شکل هندسی این پکینگ توزیع آب یکنواخت با راندمان بالا را تأمین می نماید. این بلوک ها درون برج خنک کننده بروی هم قرار می گیرند و سطح تماس میان آب و هوا ایجاد می کنند.

• پکینگ اسپلش برج خنک کننده رندم اسپلش ( Random Splash ) : این نوع پکینگ از قطعات کوچک استوانه ای مشبک به قطر های ۲٫۵ سانتیمتر تا ۵ سانتیمتر تشکیل شده است که به صورت رندم و بروی هم داخل برج خنک کننده ریخته می شود. شکل هندسی این پکینگ به صورتی است که برای عبور هوا همیشه مسیر وجود دارد و آب هم بروی سطوح قطعات در حرکت است و در اثر تماس مداوم و بدون وقفه موجب خنک شدن آب می شود.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-splash-fill

برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک

برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک ، برج خنک کننده ای است که وظیفه خنک نمودن دستگاه تزریق پلاستیک را به عهده دارد. این برج خنک کننده بسته به نیاز های دستگاه تزریق پلاستیک طراحی شده و از تجهیزات خاص مورد نیاز آن بهره مند است. وظیفه دستگاه تزریق تبدیل دانه های ریز جامد پلیمر به سیال روان و انتقال آن به درون قالب می باشد تا قطعه نهایی فرم بگیرد، پس از آن نیاز است تا دستگاه و قطعه نهایی خنک شود و درجه حرارت دستگاه کنترل شود که در این مرحله از برج خنک کن استفاده می گردد.

ویژگی های برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک

دستگاه تزریق پلاستک از دو قسمت اصلی قالب گیری و تزریق تشکیل شده است. ابتدا دانه های ریز پلاستیک داخل قیف ریخته شده و و به داخل سیلندر می رود و با گردش دورانی به جلو رانده می شود. در پوسته سیلندر المنت های حرارتی قرار گرفته است که دانه های جامد پلاستیک را به مایع تبدیل می کند و به داخل قالب تزریق می کند. قیمت قالب از دو بخش متحرک و ثابت تشکیل شده است که نیروی فشار دهنده آن ها به روی هم با مقدار تن اعلام می شود.

پس از تبدیل پلاستیک جامد به مایع و تبدیل آن به قطعه نهایی نیاز است تا حرارت از قطعه گرفته شود. برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک آب خنک را از لوله های انعطاف پذیر وارد دالان های مخصوص تعبیه شده بروی قالب کرده و مجموعه قطعه و قالب را خنک نماید.

 

برای انتخاب برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک باید شرایط دمایی طراحی دستگاه و نوع برج خنک کننده را مورد بررسی قرار داد. همانطور که در مطلبطراحی برج خنک کننده اشاره نمودیم یک برج خنک کننده می تواند دمای آب را تا ۳ درجه بالای دمای مرطوب محیط خنک نماید. بنابراین در خرید سیستم خنک کننده دستگاه تزریق باید توجه نمایید که دستگاه در چه منطقه جغرافیایی نصب می شود و حداکثر دمای مرطوب در آن منطقه چه مقدار است. ابتدا دو مورد را بررسی نمایید:

 

1. سایز اتصالات ورود آب جهت خنک کاری قالب و سیستم و بدست آوردن دبی مجموع مورد نیاز
2. دمای آب خنک مورد نیاز اعلام شده در کاتالوگ سازنده دستگاه تزریق پلاستیک

 

حال به عهده کارشناس است که بررسی نماید چه نوع برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک مورد نیاز می باشد. آیا دبی مورد نیاز با دبی نرمال کولینگ تاور مطابقت دارد و آیا برج خنک کن می تواند دمای مورد نیاز دستگاه را تأمین نماید و آن را خنک نماید یا نیاز به چیلر برای خنک کردن دستگاه می باشد؟ همینطور در نظر داشته باشید که دستگاه های تزریق شرایط دمایی متفاوتی را نیاز دارند ، بنابراین بهتر است که در این زمینه با کارشناس مشورت نمایید.

http://badrantahvie.com/plastic-injection-cooling-tower/

کنترل PH آب برج خنک کننده

کنترل pH آب برج خنک کننده یکی از مهمترین اقدامات عملیات آبی در برج خنک کننده برای جلوگیری از خوردگی و تشکیل رسوب می باشد. میزان pH در آب برج خنک کننده در تشکیل رسوب و همچنین میزان خوردگی قطعات برج خنک کننده تأثیر گذار است ، برای تأثیر اقدامات دیگر عملیات آبی مقدار pH در آب برج خنک کن باید بین مقدار ۶٫۵ تا ۷٫۵ ثابت نگه داشته شود. کنترل pH در برج خنک کننده بوسیله قطعه ای به نام الکترود pH اندازه گیری می شود که در آب برج خنک کننده قرار می گیرد که بسیار مهم و حیاتی می باشد.

روش کنترل pH آب برج خنک کننده

همانطور که اشاره شد برای کنترل pH آب برج خنک کننده قطعه ای به نام الکترود pH در آب برج خنک کننده قرار می گیرد ، این قطعه میزان pH را اندازه گیری کرده و بوسیله سیگنال به کنترلر ارسال می کند. کنترلر سیگنال را دریافت کرده آن را می خواند و مورد تحلیل قرار می دهد و سپس به شیر ها یا پمپ ها فرمان می دهد که با افزودن مواد شیمیایی میزان pH درون سیستم را تصحیح کنند. الکترود pH از یک الکترود شیشه ای حساس به pH ساخته شده است که در اثر تغییر pH ولتاژ خروجی آن تغییر می کند.

مانند باتری است که در یک محلول قرار گرفته است و با تغییر شرایط محلول میزان ولتاژ خروجی آن تغییر می کند. این ولتاژ بسیار اندک به وسیله اپدانس پریاملیفایر ( Impedance Preamplifier ) افزایش یافته و به کنترلر های حساس ارسال میگردد. این الکترود در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و میزان pH برابر ۷ هیچ ولتاژ خروجی ندارد ، ولی با افزایش مقدار pH به ازای هر واحد pH به میزان ۵۹ میلی ولت ولتاژ صادر می کند ، همچنین میزان pH با دمای آب به مقدار ناچیز تغییر می کند.

 

کنترل pH آب برج خنک کننده یکی از مهمترین اقدامات عملیات آبی در برج خنک کننده برای جلوگیری از خوردگی و تشکیل رسوب می باشد.

 

بسیاری از نمک ها و ناخالصی ها با در pH های بالا قابلیت حل شدن کمتری دارند ، در واقع افزایش pH و ناخالصی های آب در برج خنک کننده منجر به تشکیل سریع رسوب خواهد شد. همینطور میزان pH در کنترل رسوبات میکروبیولوژیک هم اثر گذار است ، به طور مثال بایوساید کلرین اکسادایزینگ در pH بین ۶٫۵ تا ۷٫۵ اثر گذار است ، بنابراین نتیجه گیری می شود که کنترل pH آب برج خنک کننده بروی تشکیل رسوب آلی و غیر آلی بسیار تأثیر گذار است. کربنات کلسیم متداول ترین رسوب در برج خنک کننده می باشد ، کلسیم و سیلیکات منیزیم، سولفات کلسیم نیز تشکیل رسوب می دهند. تشکیل کربنات کلسیم را می توان به وسیله معیار LSI و RSI تعیین کرد که:

Langelier Saturation Index = pHa – pHs

Ryznar Stability Index = 2(pHs) – pHa

 

در این معادله مقدار pHs یعنی مقدار pH در حالت اشباع که تابع دما و مقدار جامدات از جمله کلسیم و آلکالینینتی می باشد و pHa مقدار واقعی pH آب می باشد. مقدار مثبت LSI یعنی آب برج خنک کننده تمایل به تشکیل رسوبات کربنات کلسیم دارد و مقدار ۶ یا کمتر RSI هم تمایل به تشکیل رسوب را نشان می دهد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-water-ph-control/

برج خنک کننده بدون پکینگ

برج خنک کننده بدون پکینگ در حقیقت برج خنک کننده ای است که در ساختار آن پکینگ به کار نرفته است مانند برج خنک کننده اتمسفری که فقط آب به داخل سطح مقطع برج خنک کننده پاشیده می شود و بدینوسیله آب و هوا با هم تماس پیدا می کنند. در برج خنک کننده بدون پکینگ می توان از فن برای به جریان انداختن هوا استفاده نمود ، این نوع برج های خنک کننده در صنایعی کاربرد دارند که آب به جریان در آمده در داخل کولینگ تاور به شدت اسیدی یا قلیایی می باشد و نمی توان از برج خنک کن معمولی استفاده نمود.

عملکرد برج خنک کننده بدون پکینگ

در کارخانجات ذوب و احیای فلز روی معمولا آب به گردش در آمده برای خنک کاری به شدت اسیدی می شود و در صورت استفاده از برج خنک کننده معمولی به قطعات برج خنک کننده از جمله الکتروموتور، پروانه ، پکینگ برج خنک کننده و قطره گیر ، ساپورت ها و بدنه آسیب جدی می رساند. برای حل مشکل از برج هایی با سطح مقطع مربع یا گرد با ارتفاع بسیار بلند استفاده می شود که فن به صورت دمنده یا مکنده در ناحیه پایین دستگاه قرار دارد ، آب از قسمت فوقانی دستگاه پاشیده شده و به دلیل ارتفاع زیاد تا هنگام رسیدن به پایین با هوای به جریان درآمده انتقال حرارت و جرم صورت می دهد.

 

برج خنک کننده بدون پکینگ دارای ارتفاع بسیار بلندی است تا آب و هوا زمان و سطح تماس کافی برای انتقال حرارت داشته باشند ، در قسمت زیرین نیز هوا به وسیله فن های دمنده به جریان در می آید و به سمت بالا دمیده می شود.

در واقع ارتفاع بلند برج خنک کننده جایگزین پکینگ می شود و موجب افزایش زمان و افزایش سطح تماس و در نهایت خنک شدن آب در برج خنک کننده است. همچنین در این دستگاه فن در محلی قرار گرفته است که از اسید دور است و با دمش یا مکش هوا را از کانال فرعی به سازه اصلی وارد می نماید. در ساخت بدنه باید از نوع متریال استفاده کرد که در مقابل اسید بسیار مقاوم باشد تا در مجاورت اسید از بین نرود. این نوع برج خنک کننده به طور کلی در کارخانجاتی به کار برده می شود که آب به گردش در آمده اسیدی شده باشد مانند کارخانجات روی ، تولید اسید و محصولات اسیدی.

http://badrantahvie.com/fill-less-cooling-tower

سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده

سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده قطعه ای است شامل یک پولی نسبتا بزرگ که در برج خنک کننده سرعت دورانی بالای الکتروموتور را به سرعت پایین تر تبدیل کرده و به پروانه منتقل می نماید. الکتروموتور برج خنک کننده به طور معمول با سرعت دورانی ۱۴۵۰ دور در دقیقه ساخته می شود ، انتقال مستقیم این دور بالا به پروانه موجب شکست پروانه خواهد شد بنابراین باید یا به وسیله گیربکس برج خنک کننده دور موتور را کاهش داد و یا با استفاده از سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده سرعت دوران را تقلیل داد و به پروانه منتقل نمود.

بررسی سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده

الکتروموتور ها معمولا در دور های بالا ساخته و طراحی می شوند و ساخت الکتروموتور در دور پایین مشکل و پر هزینه خواهد بود. بنابراین برای تطبیق دور موتور بالای این الکتروموتور ها با نیاز واقعی باید از قطعات تکمیلی مانند گیربکس و سیستم کاهش دور تسمه و پولی استفاده شود. وقتی از سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده استفاده می کنیم در حقیقت از قانون قرقره ها استفاده می کنیم ، در این روش دو قرقره یکی کوچک تر و دیگری بزرگتر است که سرعت دوران را کاهش و به گشتاور تبدیل می کند مانند همان چیزی که در دنده های ماشین به کار گرفته می شود.

بنابراین در یک برج خنک کننده به دلیل ملاحضات طراحی فن برج خنک کننده ، حداکثر دور بین ۲۰۰ تا ۵۰۰ دور در دقیقه است و باید سرعت دورانی الکتروموتور را از حدود ۱۴۵۰ دور در دقیقه به نسبت ۱ به ۴ به سرعت پایین در حدود ۳۵۰ دور بر دقیقه تبدیل کرد. سرعت دوران با نسبت پولی ها تغییر می کند نسبت قطر پولی های به یکدیگر نشان دهنده نسبت تبدیل سرعت می باشد. هر چه قطر پروانه بیشتر باشد باید دور در دقیقه دوران پروانه کاهش یابد بنابراین هر چه طراحی سرعت دوران پروانه کمتر باشد استهلاک فن کاهش می یابد و عمر آن بالا می رود. سیستم کاهش دور تسمه ای برج خنک کننده باید در دوره های زمانی مشخص گیریس کاری شود و در هنگام خراب شدن می توان بلبرینگ آن را تعویض نمود و مورد استفاده مجدد قرار داد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-belt-speed-reducer/

کلگی توزیع آب برج خنک کننده

کلگی توزیع آب برج خنک کننده ( Sprinkler head ) به نام های آبگردان یا آب پخش کن برج خنک کننده نیز نامیده می شود ، قطعه ای است آلومینیومی که در قسمت مرکزی برج خنک کننده گرد قرار گرفته ، با فشار پمپ به دوران درآمده و آب را در برج خنک کننده توزیع می نماید. کلگی توزیع آب بروی لوله اصلی ورودی در مرکز برج سوار می شود ، آب از قسمت زیرین کلگی توزیع آب وارد شده و از خروجی ها به سمت لوله های آرم توزیع می گردد ، در ادامه به بررسی بیشتر این قطعه می پردازیم.

آب پخش کن یا کلگی توزیع آب برج خنک کننده

همانطور که اشاره شده کلگی توزیع آب برج خنک کننده به جهت انجام دوران برای توزیع آب در سطح مقطع مدور می باشد ، بنابراین این قطعه به صورت خاص دربرج خنک کننده گرد به کار گرفته می شود ، مطابق شکل در برج خنک کننده گرد ابتدا آب از قسمت پایین دستگاه به وسیله لوله رایزر بالا می آید از قسمت زیر کلگی توزیع آب وارد شده و با به دوران درآوردن آن از خروجی های آن به لوله های آرم منتقل می شود ، در زیر لوله ها سوراخ های وجود دارد که آب را به صورت قطره قطره توزیع می نماید.

در صورتیکه کلگی توزیع آب دچار مشکل شود آب از کناره های کلگی ریزش کرده و بروی پکینگ توزیع نمی شود . معمولا کلگی بسته به سایز آن هفت یا هشت دور بر دقیقه می چرخد ، بنابراین اگر سرعت دوران کاهش یابد عملکرد برج خنک کننده بسیار کاهش خواهد یافت. به دلیل دوران کلگی توزیع آب برج خنک کننده این قطعه به سرعت دچار استهلاک شده و نیاز به تعمیر و تعویض در زمان های مشخص دارد.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-sprinkler-head/

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز از جنبه های گوناگون قابل بررسی است که در این مقاله به بررسی هر کدام از آن ها می پردازیم. می دانیم که تنها تفاوت برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز این است که در برج خنک کننده مدار بسته ، آب سیستم از درون کوئل هایی که درون دستگاه تعبیه شده است عبور می کند و خنک می شود در حالیکه به طور مستقیم با هوا تماس ندارد ولی در برج خنک کننده مدار باز ، آب در داخل برج خنک کننده و از میان پکینگ برج خنک کننده عبور کرده و در تماس با هوا خنک می شود.

بررسی و مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز

در ادامه مطلب به بررسی و مقایسه برج های خنک کننده مدار بسته و مدار باز از نظر قیمت ، رسوب گذاری ، مصرف آب ، مصرف انرژی و نحوه تعمیرات می پردازیم:

 

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز : قیمت

قیمت برج خنک کننده مدار بسته به دلیل به کار گیری کوئل هایی از جنس مس ، استنلس استیل و … بسیار بیشتر از قیمت برج خنک کننده مدار باز خواهد شد. باید توجه نمود که در برج خنک کننده مدار بسته هیچ کدام از تجهیزات برج خنک کننده مدار باز حذف نمی شود ولی تجهیزات دیگر از جمله کوئل و پمپ اضافه می گردند ، به طور معمول قیمت برج خنک کننده مدار بسته در حدود سه برابر قیمت برج خنک کننده مدار باز خواهد شد.

 

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز : رسوب

در برج خنک کننده مدار بسته آب نرم از سیستم وارد کوئل های برج خنک کننده می شود ، در این مسیر آب با هوا هیچ گونه تماسی ندارد در نتیجه تبخیری هم در کار نیست ، بنابراین نه مقدار این آب کم می شود و نه املاح به آن اضافه می شود. انتقال حرارت فقط از طریق جداره لوله و به وسیله انتقال حرارت هدایت اتفاق می افتد. بنابراین هیچ گونه رسوب در داخل مجموعه کوئل ها و سیستم مصرف کننده نخواهیم داشت و فقط آب مدار دوم که به روی کوئل ها پاشیده می شود و با هوا در تماس است دارای رسوب خواهد بود. بنابراین در مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز مهمترین تفاوت عدم رسوب گذاری در برج خنک کننده مدار بسته است و تمام هزینه های اضافه می شود که آبی که به سیستم برای خنک کردن می رود فاقد رسوب باشد.

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز : مصرف آب

مصرف آب در هر دو برج خنک کننده مدار باز و بسته یکسان است. توضیح بسیار ساده است : قانون بقای انرژی. در هر دو برج خنک کننده دفع حرارت از طریق از دست دادن گرمای نهان آب و تبخیر آب صورت می گیرد. در برج خنک کننده مدار باز تبخیر بروی پکینگ ها اتفاق می افتد و در برج خنک کننده مدار بسته تبخیر آب بروی کوئل ها اتفاق می افتد. در برآیند کاری در هر دو دستگاه مقداری از آب از یک دما به دمای دیگر خنک می شود و این از طریق تبخیر آب صورت می پذیرد.

 

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز : مصرف انرژی

در برج خنک کننده مدار بسته به دلیل نیاز به جریان انداختن آب در مسیر طولانی کوئل ها به پمپ بسیار قوی تر نیاز است ، همچنین در برج خنک کن مدار بسته نیاز به پمپ دوم است تا آب را به روی کوئل ها بپاشد. بنابراین مصرف انرژی در برج خنک کننده مدار بسته بیشتر از مدار باز می باشد.

 

مقایسه برج خنک کننده مدار بسته و مدار باز : تعمیرات

در برج خنک کن مدار بسته به دلیل وجود تجهیزات بیشتر مانند کوئل و پمپ، در طولانی مدت تعمیرات بسیار مشکل تر ، پر هزینه تر و زمانبر تری خواهد بود.

 

به این صورت نتیجه گیری می شود که با توجه به هزینه بسیار بالای اولیه ، مصرف انرژی بیشتر و تعمیرات مشکل تر برج خنک کن مدار بسته نسبت به برج خنک کن مدار باز ، این نوع برج خنک کننده فقط در مواقعی باید مورد استفاده قرار گیرد که سیستم مصرف کننده آب خنک و تجهیزات مرتبط آن بسیار گران قیمت و نسبت به رسوب آب حساس باشند به طوریکه هزینه های اولیه و جاری انجام شده برای برج خنک کننده مدار بسته در مقابل آن ناچیز باشد.

http://badrantahvie.com/closed-loop-vs-open-loop-cooling-tower/

دبی آب در برج خنک کننده

دبی آب در برج خنک کننده به معنی مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده در واحد زمان که به وسیله پمپ به جریان می افتد می باشد. معمولا مقدار دبی آب در برج خنک کننده با واحد ( m3/hr ) مترمکعب در ساعت یا ( gpm ) گالن بر دقیقه نشان داده می شود. میزان دبی آب در برج خنک کن بر اساس پارامتر های مختلف از جمله مقدار سطح انتقال حرارت ، میزان دبی هوا در برج خنک کننده و یا نوع پکینگ و طراحی کولینگ تاور مشخص می شود و در نهایت در طراحی هر برج خنک کننده یک مقدار دبی به عنوان دبی ( Nominal ) تعریف می گردد.

بررسی مقدار دبی آب در برج خنک کننده

اشاره کردیم که هنگام طراحی برای هر برج خنک کننده یک مقدار دبی اسمی تعریف می گردد. در هنگام راه اندازی برج خنک کن باید حتما دبی نزدیک به دبی اسمی در برج خنک کننده به جریان بیافتد تا برج خنک کننده عملکرد مناسبی داشته باشد. اگر دبی به جریان افتاده از دبی اسمی طراحی کمتر باشد ، آب در برج خنک کننده به درستی توزیع نمی شود و در نتیجه هوا از نواحی دیگر فرار کرده و دستگاه عملکرد خود را از دست می دهد. در صورتی که دبی به جریان افتاده از دبی اسمی بیشتر باشد ، این دبی بیش از اندازه فرصت تبادل جرم و حرارت میان آب و هوا را نمی دهد و به اصطلاح برج خنک کننده را خفه می کند ، پس حتما دبی در گردش باید به دبی اسمی نزدیک باشد.

 

در طراحی هر برج خنک کننده یک دبی اسمی طراحی می گردد که برای عملکرد مناسب دستگاه دبی آب در برج خنک کننده باید نزدیک به دبی اسمی طراحی شده باشد.

 

اشاره نمودیم که دبی آب تابع سطوح انتقال حرارت نیز می باشد ، ( water loading ) با معنی بار آب در واحد سطح می باشد به این معنی که در هر سطح مربع از پکینگ چه مقدار آب توزیع می گردد. به طور مثال در برج خنک کننده ۴۰۰ تن مدل RF سطح انتقال حرارت با قطر ۴٫۹ متر برابر ۱۸٫۸ متر مربع است ، دبی اسمی در این برج خنک کننده برابر ۱۴۱۰ گالن بر دقیقه یا ۳۸۵ متر مکعب در ساعت است. با تقسیم دو عدد فوق به پارامتر بار آبی می رسیم که این مقدار برابر است با ۲۰ متر مکعب در ساعت در متر مربع. با بررسی مدل های دیگر این طراحی به این نتیجه می رسیم که مقدار بار آبی ثابت است و از جمله پارامتر های اصلی طراحی در این نوع برج خنک کننده می باشد.

دبی آب در برج خنک کننده با افزایش قدرت پمپ قابل افزایش است ، برای افزایش دبی آب باید به اتصالات برج خنک کن نیز توجه نمود. معمولا بر اساس استاندارد مقدار سرعت آب درون اتصالات برج خنک کننده ۲٫۵ تا ۳ متر در ثانیه در نظر گرفته می شود. برای تعیین مقدار دبی آب در برج خنک کننده به طور مثال در یک لوله ۴ اینچ مقدار سطح را در مقدار سرعت ضرب نموده به عدد ۰٫۰۲ متر مکعب در ثانیه می رسیم که برابر است با ۷۲ متر مکعب در ساعت یا ۳۲۰ گالن بر دقیقه که با طراحی برج خنک کننده و مقدار اعلام شده در مشخصات فنی متناسب است.

http://badrantahvie.com/cooling-tower-water-flow-rate